《微积分(第3版)(主编:吴传生)》满射:设f是从集合X到集合Y的映射,若R,=Y,即Y中任一元素V都是X中某元素的像,则称↑为X到Y上的映射或满射;单射:若对X中任意两个不同元素x≠x2,它们的像f(x)+f(x),则称↑为X到Y的单射;双射:若映射↑既是单射,又是满射,则称↑为一一映射(或双射)。二、 逆映射与复合映射1.逆映射设f是X到Y的单射,则由定义,对每个yeR,,有唯一的xeX适合f(x)=y,于是,我们可定义一个从R,到X的新映射g,即g:D,→X对每个yeR,,规定g(y)=x,这x满足f(x)=y.这个映射g称为↑的逆映射,记作f,其定义域D=R,,值域R=X.只有单射才存在逆映射.2.复合映射设有两个映射g:X→Y,f:Y,→Z,其中YY2,则由映射g和f可以定出一个从X到Z的对应法则,它将每个xEX映射成f[g(x)leZ.显然,这个对应法则确定了一个从X到Z的映射,这个映射称为映射g和↑构成的复合映射,记作fog,即fog:X→Z,即有(fog)(x)=flg(x))应注意的问题:映射g和f构成复合映射的条件:g的值域必须包含在↑的定义域内,否则,不能构成复合映射。由此可以知道,映射g和f的复合是有顺序的,fg有意义并不表示g°f也有意义.即使f·g与g°f都有意义,复映射fg与g。f也未必相同例1设有映射g:R→[-1,1],对每个xeR,g(x)=sinx,映射f:[-1,]→[0,1],对每个ue[-1,]],f(u)=Vl-u2,则映射g和↑构成复映射fog:R→[0,1],对每个xeR,有(f o g)(x)= f[g(x))= f(sin x)= /1-sin x = cosxl.5
《微积分(第 3 版)(主编:吴传生)》 5 满射:设 f 是从集合 X 到集合 Y 的映射, 若 f YR , 即 Y 中任一元素 y 都是 X 中某 元素的像, 则称 f 为 X 到 Y 上的映射或满射; 单射:若对 X 中任意两个不同元素 21 xx , 它们的像 )()( 1 2 xfxf , 则称 f 为 X 到 Y 的单射; 双射:若映射 f 既是单射, 又是满射, 则称 f 为一一映射(或双射). 二、 逆映射与复合映射 1.逆映射 设 f 是 X 到 Y 的单射, 则由定义, 对每个 Ry f , 有唯一的 Xx 适合 )( yxf , 于是, 我们可定义一个从 Rf 到 X 的新映射 g , 即 : f XDg 对每个 Ry f , 规定 )( xyg , 这 x 满足 )( yxf . 这个映射 g 称为 f 的逆映射, 记作 1- f , 其定义域 f f 1 RD , 值域 XRf 1 . 只有单射才存在逆映射. 2.复合映射 设有两个映射 : YXg 1 , ZYf: 2 ,其中 YY 21 ,则由映射 g 和 f 可以定出一个从 X 到 Z 的对应法则, 它将每个 Xx 映射成 ([ )] Zxgf .显然, 这个对 应法则确定了一个从 X 到 Z 的映射, 这个映射称为映射 g 和 f 构成的复合映射, 记作 gf , 即 ZXgf ,: 即有 ( )( ([) xgfxgf )] 应注意的问题: 映射 g 和 f 构成复合映射的条件: g 的值域必须包含在 f 的定义域内, 否则, 不能 构成复合映射. 由此可以知道, 映射 g 和 f 的复合是有顺序的, gf 有意义并不表示 fg 也有意义. 即使 gf 与 fg 都有意义, 复映射 gf 与 fg 也未必相同. 例 1 设有映射 :Rg ,]11[ , 对每个 Rx , sin)( xxg , 映射 f ,: ]1,0[]11[ , 对每个 u ,]11[ , 2 1)( uuf . 则映射 g 和 f 构成复映射 Rgf ,: ]10[ , 对每个 Rx ,有 ( )( ([) )] |cos|sin1)(sin 2 xfxgfxgf xx
《微积分(第3版)(主编:吴传生)》三、函数1.函数的定义设x和y是两个变量,D是一个给定的数集.如果对于每一个xED,变量y按照一定的法则(或关系)总有唯一确定的数值与它对应,则称y是x的函数,记为y=f(x).x称为自变量为,称为因变量(或函数),数集D称为这个函数的定义域,而因变量y的变化范围 f(D)称为函数f(x)的值域.注:讲解自变量、因变量、对应规则、定义域、值域、函数值、几种常用的特殊函数2.举例 1-7—1-11四、函数的几种特性1.函数的单调性设函数f(x)的定义域为D,区间IcD.如果对区间I上的任意两点x,和x2,当x<x时总有不等式f(x)<f(xz)成立,则称函数f(x)在区间1上是单调增加的;若当x<x,时总有不等式f(x)>f(x2)成立,则称函数f(x)在区间1上是单调减少的。单调增加和单调减少的函数统称为单调函数.2.函数的奇偶性设函数f(x)的定义域D关于原点对称,且对与任何xED,恒有f(-x)=f(x)成立,则称函数f(x)为偶函数;如果恒有f(-x)=-f(x)成立,则称函数f(x)为奇函数3.函数的周期性设函数f(x)的定义域为D,如果存在非零数l,使得对于任意的xED,有x土eD,且f(x+I)=f(x)恒成立,则称函数f(x)为周期函数,1称为f(x)的周期。通常我们所说的周期指的是最小正周期.4.函数的有界性设函数f(x)的定义域为D,ICD,如果存在正数M,使得对任意xEI,有F(x)≤M,则称函数f(x)在区间1上有界6
《微积分(第 3 版)(主编:吴传生)》 6 三、 函数 1. 函数的定义 设 x 和 y 是两个变量, D 是一个给定的数集.如果对于每一个 Dx ,变量 y 按照一 定的法则(或关系)总有唯一确定的数值与它对应,则称 y 是 x 的函数,记为 xfy )( .x 称为自变量为, y 称为因变量(或函数),数集 D 称为这个函数的定义域,而因变量 y 的 变化范围 f D( ) 称为函数 xf )( 的值域. 注:讲解自变量、因变量、对应规则、定义域、值域、函数值、几种常用的特殊函数. 2. 举例 1-7—1-11 四、函数的几种特性 1. 函数的单调性 设函数 xf )( 的定义域为 D,区间 DI . 如果对区间 I 上的任意两点 1 x 和 2 x ,当 21 xx 时总有不等式 )()( 1 2 xfxf 成立,则称函数 xf )( 在区间 I 上是单调增加的;若当 21 xx 时总有不等式 )()( 1 2 xfxf 成立,则称函数 xf )( 在区间 I 上是单调减少的.单调 增加和单调减少的函数统称为单调函数. 2. 函数的奇偶性 设函数 xf )( 的定义域 D 关于原点对称,且对与任何 Dx ,恒有 xfxf )()( 成立, 则称函数 xf )( 为偶函数;如果恒有 xfxf )()( 成立,则称函数 xf )( 为奇函数. 3. 函数的周期性 设函数 xf )( 的定义域为 D,如果存在非零数 l ,使得对于任意的 Dx ,有 Dlx , 且 xflxf )()( 恒成立,则称函数 xf )( 为周期函数, l 称为 xf )( 的周期.通常我们所 说的周期指的是最小正周期. 4. 函数的有界性 设函数 xf )( 的定义域为 D, DI ,如果存在正数 M ,使得对任意 Ix ,有 )( Mxf ,则称函数 xf )( 在区间 I 上有界.
《微积分(第3版)(主编:吴传生)》讨论、思考:1. 设 f(x)=判断函数 f(F[(x)])的奇偶性及有界性。V1+ x2xx(答 f([f(x)])=,xeR,奇函数,有界f([f(x)]≤l。V1+3x2/1+3x2x+22.函数f(x)=lg(x2-x-2)的定义域为A,函数y的定义域为B,则ANB=1-x3.下列函数中,既是(0,号)上的增函数,又是以元为周期的偶函数是()2Dy=cos2xA y=sinxBy=cosxC y=|sin2xl作业:(课本)习题1-2(2,3,5,6)参考资料(含参考书、文献等):《微积分》(第三版),吴传生编,高等教育出版社教学过程设计:复习0分钟,授新课100分钟,安排讨论4分钟,布置作业1分钟授课类型:V理论课讨论课实验课练习课其他V讲授讨论指导其他教学方式:实模型教学资源:V多媒体物挂图其他音像
《微积分(第 3 版)(主编:吴传生)》 7 讨论、思考: 1. 设 2 ( ) 1 x f x x ,判断函数 f f f x ( ) 的奇偶性及有界性。 (答 2 ( ) , 1 3 x f f f x x R x ,奇函数,有界 2 ( ) 1 1 3 x f f f x x 。) 2. 函数 f(x)=lg(x2-x-2)的定义域为 A,函数 x x y 1 2 的定义域为 B,则 A∩B=_ 3. 下列函数中,既是 ) 2 ,0( 上的增函数,又是以 为周期的偶函数是( ) A y=|sinx| B y=|cosx| C y=|sin2x| D y=cos2x 作业:(课本) 习题 1-2(2,3,5,6) 参考资料(含参考书、文献等): 《微积分》(第三版),吴传生编,高等教育出版社 教学过程设计:复习 0 分钟,授新课 100 分钟,安排讨论 4 分钟,布置作业 1 分钟 授课类型: √理论课 讨论课 实验课 练习课 其他 教学方式: √讲授 讨论 指导 其他 教学资源: √多媒体 模型 实 物 挂图 音像 其他
《微积分(第3版)(主编:吴传生)》授课时间第节2第周周课时安排授课题目(教学章、节或主题):第一章函数第三节复合函数和反函数初等函数教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次):1.理解复合函数、反函数、基本初等函数和初等函数的概念:2.掌握基本初等函数的性质和图像;3.了解函数的四则运算运算教学内容(包括基本内容、重点、难点):重点:基本初等函数和初等函数的概念个性质难点:基本初等函数的性质主要内容第三节复合函数和反函数初等函数一、反函数定义设f(x)的定义域为D,值域为W,因此,对VyeW,必xeD,使得f(x)=y,这样的x可能不止一个,若将y当作自变量,x当作因变量,按函数的概念,就得到一新函数x=p(y),称之为函数y=f(x)的反函数,而f(x)叫做直接函数。注1.反函数x=p(y)的定义域为W,值域为D;2.由上讨论知,即使y=f(x)为单值函数,其反函数却未必是单值函数,以后对此问题还作研究:3.在习惯上往往用x表示自变量,y表示因变量,因此将x=p(y)中的x与y对换一下,=f(x)的反函数就变成=p(x),事实上函数=(x)与x=(y)是表示同一函数的,因为,表示函数关系的字母"β"没变,仅自变量与因变量的字母变了,这没什么关系。所以说:若y=f(x)的反函数为x=p(y),那么y=p(x)也是y=f(x)的反函数,且后者较常用:4.反函数y=p(x)的图形与直接函数y=f(x)的图形是对称于y=x。例如:函数y=ax+b,y=x,y=x的反函数分别为:x=二b,x=+/,x=或分别为y=二b,y=±/,y=x。8
《微积分(第 3 版)(主编:吴传生)》 8 授课时间 第 周 周 第 节 课时安排 2 授课题目(教学章、节或主题): 第一章 函数 第三节 复合函数和反函数 初等函数 教学目的、要求(分掌握、理解、了解三个层次): 1 . 理解复合函数、反函数、基本初等函数和初等函数的概念; 2. 掌握基本初等函数的性质和图像; 3. 了解函数的四则运算运算. 教学内容(包括基本内容、重点、难点): 重点: 基本初等函数和初等函数的概念个性质 难点: 基本初等函数的性质 主要内容 第三节 复合函数和反函数 初等函数 一、 反函数 定义 设 xf )( 的定义域为 D ,值域为 W ,因此,对 Wy ,必 Dx ,使得 )( yxf , 这样的 x 可能不止一个,若将 y 当作自变量, x 当作因变量,按函数的概念,就得到一新 函数 yx )( ,称之为函数 xfy )( 的反函数,而 xf )( 叫做直接函数。 注 1. 反函数 yx )( 的定义域为 W ,值域为 D ; 2. 由上讨论知,即使 xfy )( 为单值函数,其反函数却未必是单值函数,以后对此问 题还作研究; 3. 在习惯上往往用 x 表示自变量, y 表示因变量,因此将 yx )( 中的 x 与 y 对换一 下, xfy )( 的反函数就变成 xy )( ,事实上函数 xy )( 与 yx )( 是表示同一函 数的,因为,表示函数关系的字母 "" 没变,仅自变量与因变量的字母变了,这没什么关 系。所以说:若 xfy )( 的反函数为 yx )( ,那么 xy )( 也是 xfy )( 的反函数, 且后者较常用; 4. 反函数 xy )( 的图形与直接函数 xfy )( 的图形是对称于 xy 。 例如:函数 2 3 y ax , xyxyb 的反函数分别为: 3 1 , yxyx a by x 或分别为 3 1 , xyxy a bx y
《微积分(第3版)(主编:吴传生)》二、复合函数若y=f(u)u=p(a),当p(x)的值域落在f(u)的定义域内时,称y=f[o(x))是由中间变量u复合成的复合函数。例如2.y=Vuu=2+sinx可复合成y=/2+sinx注意:y=Vuu=sinx-2就不能复合。2.y=arctan2可以看作是y=arctanu,u=2",V=/x复合成的复合函数。三、函数的运算(和差积商运算)设函数f(x),g(x)的定义域依次为D.1.D2、D=D1OD2の,则我们可以定义这两个函数的下列运算:和(差)f ±g : (f ±g) (x)=f(x)±g(x), xeD:积f -g : (f -g)(x)=f(x)g(x), xeD;商:()()=,xeDI (x|g(x)=0) .g(x)gg例3设函数f(x)的定义域为(-1,1),证明必存在(-1,1)上的偶函数g(x)及奇函数h(x),使得f(x)=g(x)+h(x)分析如果f(x)=g(x)+h(x),则f(-x)=g(x)-h(x),于是[f(x)+f(-x)h(x)==Lf(x)-f(-x)g(x):证明 作 g(x)=_Lf(x)+ f(-x), h(x)==Lf(x)-f(-x)], 则 f(x)=g (x)+h(x),g(-x)=↓L(-x)+ f(x)= g(x),且Lf(x)-f(-x)=-h(x)h(-x)==f(-x)-f(x)=-四、初等函数基本初等函数:幕幂函数:J=x"(ueR是常数),指数函数:y=a(a>0且a1)对数函数:y=logax(a>0且a+1,特别当a=e时,记为y=lnx),9
《微积分(第 3 版)(主编:吴传生)》 9 二、复合函数 若 xuufy ,当 x 的值域落在 uf 的定义域内时,称 xfy 是由 中间变量 u 复合成的复合函数。 例如 2. sin2 xuuy 可复合成 y sin2 x 注意: xuuy 2sin 就不能复合。 2. x y 2arctan 可以看作是 xvuuy v arctan 2 , 复合成的复合函数。 三、函数的运算(和差积商运算) 设函数 f(x), g(x)的定义域依次为 D 1, D 2, DD 1D 2, 则我们可以定义这两个 函数的下列运算: 和(差)f g : (f g)(x)f(x)g(x), xD; 积 f g : (f g)(x)f(x)g(x), xD; 商 g f : )( )( ( )( ) xg xf x g f , xD\{x|g(x)0}. 例 3 设函数 f(x)的定义域为(l, l), 证明必存在(l, l)上的偶函数 g(x)及奇函数 h(x), 使得 f(x)g(x)h(x). 分析 如果 f(x)g(x)h(x), 则 f(x)g(x)h(x), 于是 ()([ )] 2 1 )( xfxfxg , ()([ )] 2 1 )( xfxfxh . 证明 作 ()([ )] 2 1 )( xfxfxg , ()([ )] 2 1 )( xfxfxh , 则 f(x)g(x)h(x), 且 ()([ )] )( 2 1 )( xgxfxfxg , ()([ )] )( 2 1 ()([ )] 2 1 )( xhxfxfxfxfxh . 四、初等函数 基本初等函数: 幂函数: yx (R 是常数); 指数函数: ya x (a0 且 a1); 对数函数: yloga x (a0 且 a1, 特别当 ae 时, 记为 yln x);